1 5
Årsrapport 2015
De teknisk-industrielle instituttene
Nøkkeltall, instituttpresentasjon og bruk av basisbevilgningen
Årsrapport 2015
De teknisk-industrielle instituttene
Nøkkeltall, instituttpresentasjon og bruk av basisbevilgningen
© Norges forskningsråd 2016 Norges forskningsråd Drammensveien 288 Postboks 564 1327 Lysaker
Telefon +47 22 03 70 00 Telefaks: +47 22 03 70 01 [email protected] www.forskningsradet.no
Omslagsdesign: Design et cetera AS Oslo, juni 2016
ISBN 978-82-12-03530-0 (pdf) Publikasjonen kan lastes ned fra www.forskningsradet.no/publikasjoner
1
Innhold
1 Innledning ... 2
2 Utvalgte nøkkeltall, instituttpresentasjon og rapport for bruk av grunnbevilgningen . 4 2.1 Christian Michelsen Research – CMR ... 4
2.2 Institutt for energiteknikk – IFE ... 10
2.3 International Research Institute of Stavanger – IRIS ... 22
2.4 MARINTEK ... 28
2.5 Norges geotekniske institutt – NGI ... 32
2.6 Norsar ... 35
2.7 Norut ... 38
2.8 Norut Narvik ... 42
2.9 Norsk Regnesentral – NR ... 46
2.10 SINTEF Energi ... 49
2.11 SINTEF Petroleum ... 54
2.12 Stiftelsen SINTEF ... 60
2.12.1 SINTEF Byggforsk... 63
2.12.2 SINTEF IKT ... 68
2.12.3 SINTEF Materialer og kjemi ... 71
2.12.4 SINTEF Teknologi og samfunn ... 76
2.13 Tel-Tek ... 81
2.14 Uni Research ... 84
3 Utvikling på indikatorene i det resultatbaserte finansieringssystemet ... 87
3.1 Nasjonale oppdragsinntekter ... 87
3.2 Vitenskapelig publisering ... 88
3.3 Internasjonale inntekter ... 88
3.4 Avlagte doktorgrader ... 89
4 Tabeller med nøkkeltall for 2015 ... 90
2
1 Innledning
Årsrapportene for forskningsinstituttene for 2015 kommer i tillegg til Forskningsrådets ordinære årsrapport. Rapportene for 2015 består av en samlet rapport i tillegg til rapporter for de enkelte instituttarenaene. Den foreliggende rapport omhandler forskningsinstituttene på den teknisk-industrielle arenaen. Rapporten er basert på bidrag fra instituttene selv og data innhentet av NIFU på oppdrag fra Forskningsrådet.
Den teknisk-industrielle arenaen omfatter følgende institutter:
CMR – Christian Michelsen Research AS IFE – Stiftelsen Institutt for energiteknikk
IRIS – International Research Institute of Stavanger AS MARINTEK – Norsk marinteknisk forskningsinstitutt AS NGI – Stiftelsen Norges Geotekniske Institutt
Stiftelsen NORSAR
Norut Narvik – Northern Research Institute AS Narvik Norut – Northern Research Institute AS
NR – Stiftelsen Norsk Regnesentral SINTEF Energi AS
SINTEF Petroleum AS Stiftelsen SINTEF
Stiftelsen Tel-Tek – Telemark Teknisk Industrielle Utviklingssenter Uni Research AS
I 2015 ble det gjennomført en evaluering av de teknisk-industrielle forskningsinstituttene i Norge som omfattet alle disse fjorten instituttene. Hovedrapporten og flere underlagsrapporter fra denne evalueringen er tilgjengelige på
http://www.forskningsradet.no/no/Artikkel/Evaluering_av_de_tekniskindustrielle_instituttene /1254000774965?lang=no
3
Tabellen nedenfor viser sum av utvalgte nøkkeltall for instituttene som inngår i den teknisk- industrielle instituttarena.
Nøkkeltall 2015 (sammenliknet med 2014)
2014 2015 2014 2015
Økonomi Mill.
kroner Andel
(%) Mill.
kroner Andel
(%) Ansatte
Driftsinntekter 4648 4884 Årsverk totalt 2846 2794
Grunnbevilgning 320 6,9 346 7,1 Årsverk forskere 1872 1794
STIM-EU 41 0,9 25 0,5 Herav kvinner 483 488
Forvaltningsoppgaver 44 0,9 23 0,5 Andel forskerårsv. (%) 66 64
Bidragsinntekter: Antall ansatte med doktorgrad 1013 1037
Forskningsrådet 644 13,9 749 15,3 Forskeravgang pr. forskerårsverk 0,10 0,13 Øvrige bidragsinntekter 227 4,9 310 6,3
Nasjonale oppdragsinnt.: Innovasjonsresultater
Næringslivet 1942 41,8 1673 34,3 Antall patentsøknader 39 52
Offentlig forvaltning 223 4,8 334 6,8 Lisensinntekter (mill. kr) 11,2 40,9
Andre oppdrag 18 0,4 69 1,4 Antall nye bedriftsetableringer 5 6
Internasjonale inntekter: Publisering/ rapportering
EU-inntekter 211 4,5 231 4,7 Publikasjonspoeng pr. forskerårsv. 0,50 0,69*
Øvrige internasjonale innt. 655 14,1 799 16,4 Antall rapporter til oppdragsgivere 2636 2474 Forskerutdanning
Øvrige driftsinntekter 323 6,9 324 6,6 Antall doktorgradskandidater 179 162 Driftsresultat 140 3,0 -80 ‐1,6 Doktorgradsdisputaser 32 26
Egenkapital 3695 61,5 3660 61,9 Herav kvinner 11 8
* Ny beregningsmåte i 2015 – ikke sammenlignbar med 2014
Tabellen over, og noen instituttvise tabeller i kapittel 2, viser regnskapstall (driftsresultat) som er påvirket av at flere institutter har foretatt omlegging av pensjonssytemet i 2015.
Driftsresultatene reflekterer derfor ikke nødvendigvis driften av FoU-virksomheten ved instituttet.
Rapporten gir først (kapittel 2) en presentasjon av de enkelte instituttene med en oversikt over nøkkeltall for virksomheten og rapport for bruk av grunnbevilgningen i 2015. Deretter
(kapittel 3) følger en oversikt over utviklingen på indikatorene i det resultatbaserte
finansieringssystemet over de siste fem årene. Siste del av rapporten (kapittel 4) er tabeller med nøkkeltall for instituttene i 2015.
4
2 Utvalgte nøkkeltall,
instituttpresentasjon og rapport for bruk av grunnbevilgningen
Denne delen av rapporten baserer seg på egenrapportering fra instituttene og nøkkeltall rapportert fra instituttene og bearbeidet av NIFU.
2.1 Christian Michelsen Research – CMR
Nettsted: www.cmr.no
Presentasjon av instituttet og nøkkeltall
CMR - Nøkkeltall 2015 (sammenliknet med 2014)
2014 2015 2014 2015
Økonomi Mill.
kroner Andel
(%) Mill.
kroner Andel
(%) Ansatte
Driftsinntekter 137,8 124,0 Årsverk totalt 69 73
Grunnbevilgning 6,8 4,9 7,0 5,6 Årsverk forskere 61 54
STIM-EU 0,0 0,0 0,0 0,0 Herav kvinner 17 11
Forvaltningsoppgaver 0,0 0,0 0,0 0,0 Andel forskerårsv. (%) 88 74
Bidragsinntekter: Antall ansatte med doktorgrad 25 25
Forskningsrådet 46,7 33,9 39,3 31,7 Forskeravgang pr. forskerårsverk 0,03 0,04 Øvrige bidragsinntekter 0,0 0,0 0,0 0,0
Nasjonale oppdragsinnt.: Innovasjonsresultater
Næringslivet 54,5 39,6 42,3 34,1 Antall patentsøknader 1 0
Offentlig forvaltning 5,9 4,3 5,8 4,7 Lisensinntekter (mill. kr) 1,0 4,9
Andre oppdrag 0,0 0,0 0,0 0,0 Antall nye bedriftsetableringer 0 1
Internasjonale inntekter: Publisering/ rapportering
EU-inntekter 0,4 0,3 0,1 0,1 Publikasjonspoeng pr. forskerårsv. 0,11 0,18*
Øvrige internasjonale innt. 3,5 2,5 2,8 2,3 Antall rapporter til oppdragsgivere 37 37 Forskerutdanning
Øvrige driftsinntekter 20,0 14,5 26,7 21,5 Antall doktorgradskandidater 1 0 Driftsresultat -11,7 -9,5 -17,1 -13,8 Doktorgradsdisputaser 0 0
Egenkapital 126,3 58,4 113,8 54,7 Herav kvinner 0 0
* Ny beregningsmåte i 2015, ikke sammenliknbar med året før
Christian Michelsen Research AS (CMR) er et næringsorientert forskningsinstitutt hvor 85 % av aksjene kontrolleres av Universitetet i Bergen (UiB). I tillegg eier hvert av selskapene Statoil Technology Invest AS, CGG Marine Resources Norge AS og Sparebanken Vest 5% av aksjene. Instituttets formål er, på allmennyttig grunnlag og i samarbeid med UiB, å bidra til økt industriell virksomhet gjennom teknologisk orientert forskningsbasert innovasjon og nyskapning. CMR betjener næringsliv og forvaltning gjennom oppdrag fra norske og utenlandske kunder.
CMRs engasjement strekker seg fra teknologisk forskning og utvikling til bygging og testing av industrielle prototyper og kommersialisering. CMRs målsetning er å bidra til innovasjon og
5
nyskapning gjennom praktiske resultater som kundene kan ta direkte i bruk og ved etablering av nye bedrifter og virksomheter. CMR samarbeider med universiteter og høyskoler, spesielt UiB, bl.a. innen utdanning av dr.grads- og hovedfagskandidater i tilknytning til
oppdragsvirksomhet. CMRs spesiallaboratorier med eksperiment- og testfasiliteter utgjør en viktig del av virksomheten.
I 2015 ble det gjennomført en omorganisering av den forskningsfaglige virksomheten ved CMR, som nå gjennomføres i følgende fire avdelinger:
Prosessmonitorering: måleteknologi og analysemetoder for overvåking av industrielle prosesser med fokus på petroleumssektoren (fiskalmåling, flerfasemåling, prosessmåling).
Dette arbeidet er i stor grad basert på akustiske måleprinsipper og elektromagnetiske måleprinsipper. Denne avdelingen har og betydelig aktivitet innen usikkerhetsanalyse av større komplekse målesystemer.
Fornybar energi: miljøvennlig energiteknologi. To forskningssentre innen miljøvennlig energi (FME) er tilknyttet denne avdelingen; Norwegian Centre for Offshore Wind Energy (NORCOWE) og Subsurface CO2 storage – Critical Elements and Superior Strategy (SUCCESS). I tillegg arbeides det med å bygge opp Norwegian Center for Geothermal Energy Research (CGER).
Tilstandsanalyse: måleteknologi og analysemetoder for overvåking av tilløp til korrosjon i stål og overvåking av tilløp til korrosjon under isolasjon. Denne avdelingen har for tiden sterkt fokus på bruk av elektrokjemiske måleprinsipper og fiberoptiske måleprinsipper.
Marine observasjoner: måleteknologi og analysemetoder for miljøovervåking til havs og i polare strøk. Denne avdelingen har spesielt fokus på autonome målesystemer som kan styres via satellitt, og analysesystemer for data fra ekkolodd og sonar.
I 2015 hadde CMR 4 heleide datterselskaper med kommersielle formål:
GexCon AS tilbyr innovative tjenester og produkter for det globale markedet innen teknisk sikkerhet generelt og eksplosjonssikkerhet spesielt. Selskapet utvikler internasjonalt
ledende beregningsverktøy innen simulering av gass-spredning, brann og eksplosjoner.
Prototech AS utvikler og produserer finmekaniske prototyper og spesialutstyr for
internasjonal romvirksomhet, olje- og landbasert industri, samt produkter innen energi- og miljøsektoren. Kraftproduksjon basert på brenselceller er et hovedområde.
GreenStat AS som er etablert for å være en pådriver for innføring av fornybar energi.
Selskapet har for tiden tre satsningsområder: 1) informasjon om energisystemer med tanke på å finne de beste forretningsmulighetene i overgangen fra fossil til
lav/nullutslippsløsninger, 2) lokal kraftproduksjon basert solceller, solfangst, geotermiske brønner og vindkraft, 3) bruk av hydrogen som drivstoff til skip og personbiler, eller til industriell bruk. Det planlegges å bringe nye eiere/kapital i dette selskapet i årene fremover.
TeCom AS forvalter CMRs patenter og CMRs eierandeler i nye spin-off selskaper.
6
CMR bidrar aktivt til regional næringsutvikling i Hordaland/Vestlandsregionen gjennom rådgivning og teknologiformidling i samarbeid med kompetansemiljøer og
virkemiddelapparat regionalt, nasjonalt og internasjonalt.
Den samlede kompetanseressursen i Bergen innen petroleum/energi, miljø/klima og marine ressurser har et betydelig omfang og potensial for økt og bedre samarbeid med næringslivet.
Foruten tverrfaglig samarbeid innad i CMR er UiB, Uni Research, Bergen Teknologioverføring, Høgskolen i Bergen og Havforskningsinstituttet sentrale samarbeidspartnere inn mot næringsliv og forvaltning.
Bruk av grunnbevilgningen
CMR ble tildelt 7,03 mill. kr i grunnbevilgning for 2015. Bruken av disse midlene ble fordelt på tre hovedformål som følger:
Formål Beløp (i mill. kroner) Andel
Strategiske instituttsatsinger 2,16 31 %
Forprosjekter / ideutviklingsprosjekter 1,95 28 %
Nettverksbygging og kompetanseutvikling 2,92 41 %
CMRs bruk av grunnbevilgningen for 2015 har i sum bidratt til å oppnå økt egenkompetanse og sterkere nettverksrelasjoner. Dette vurderes som avgjørende faktorer for at CMR skal kunne få til den nødvendige fornyelsen av egen kompetanse- og teknologiplattform og derigjennom styrke konkurranseevnen framover.
Ett av de omtalte idéutviklingsprosjektene hadde sterkt fokus på internasjonalt samarbeid. Her ble det etablert god kontakt med Max Planck Institut für Eisenforschung, som er et
verdensledende institutt innen jernforskning med tett kobling til tysk stål- og bilindustri. Dette prosjektet startet med noen innledende utprøvinger av laboratorieutstyr, og resulterte i en samarbeidsavtale. I dette prosjektet ble det brukt NOK 402 000.
CMRs grunnbevilgning har blitt benyttet i henhold til gjeldende retningslinjer for bruk av statlig basisfinansiering innenfor de nevnte avdelingene i instituttdelen av CMR. Tematisk har grunnbevilgningen blitt brukt til å videreutvikle kompetanse som er typisk for de nevnte avdelingene, samtidig som det har blitt arbeidet med kompetanseutvikling inn mot nye områder. I tillegg har noe av midlene blitt benyttet til deltagelse i ulike fagnettverk.
Strategiske instituttsatsinger
Periode Forbruk 2015
Fleksible metoder og verktøy for 2014-2017 2,16 mill.
usikkerhetsanalyse av komplekse målesystemer
I prosessanlegg hvor væskestrømmer med ulike sammensetninger møtes og blandes kan det være en stor utfordring å estimere faktisk innhold i den blandete væskestrømmen. I praksis kan det ofte mangle måleutstyr på noen av de innkommende væskestrømmene, eller installerte målere kan være ute av drift. I andre tilfeller kan det være installert måleutstyr av ulik kvalitet og med ulikt vedlikeholdsregime, og dermed ulik måleusikkerhet. I tillegg kommer
7
problematikk rundt faseoverganger, f.eks. mellom gass og væske grunnet ulike trykk og temperaturforhold. Dette prosjektet har fokus på å beregne total usikkerhet i blandet
væskestrøm. Dette er en meget aktuell problemstilling, f.eks. når nye oljebrønner kobles på eldre plattformer som har ledig produksjonskapasitet, og de nye brønnene og de eldre plattformene har ulike partnerskap. Da vil usikkerhetsanalyser f.eks. ha mye å si for å oppnå korrekt inntektsfordeling.
Basert på et forprosjekt som ble gjennomført i 2014, har prosjektgruppen valgt å fokusere på å utarbeide ny metodikk og en forskningsplattform rundt temaet allokeringssystemer for olje og gass. Ved å benytte opparbeidet kunnskap gjennom mange år på CMR vedrørende
målesystemer, usikkerhetsteori, nåverdianalyser og optimeringsmetodikk er det utviklet et rammeverk for kost-nytte analyser. Dette rammeverket er basert på systemmodellering og Monte Carlo simulering og kan blant annet benyttes til å besvare følgende typer
problemstillinger:
Hvilket måleoppsett gir best balanse mellom økonomisk risiko og kostnader?
Hvordan fordeler risiko seg mellom eiere ved oppstykket eierskapsfordeling?
Hvilken allokeringsmetodikk gir mest «rettferdig» fordeling av usikkerhet i et livsløpsperspektiv?
Hvordan utvikler usikkerheten og risikoen seg i løpet av feltets levetid?
I 2015 har det blitt utviklet ny metodikk som har blitt testet og validert ved å modellere enkle systemer hvor det er har vært mulig å regne ut allokeringsusikkerheten analytisk. Det har deretter vært gjennomført mange eksperimenter for å fremskaffe ny kunnskap om ulike allokeringsproblemstillinger. Dette arbeidet vil bli dokumentert gjennom åpne vitenskapelige artikler. En artikkel ble ferdigstilt i 2015, og ytterligere to artikler ble påbegynt. Dette arbeidet vil bli videreført i 2016.
Forprosjekter/ideutviklingsprosjekter Teknologi for salinitets- og vannkuttsmåling
I dette prosjektet har det blitt undersøkt om det er mulig å måle permittivitet og tykkelse av væskelag eller avsetningslag på innsiden av rørledninger samtidig. Dette gjøres ved å utnytte at elektromagnetisk stråling fra sensorer vil reflekteres i grensesjikt mellom ulike lag.
Hensikten med dette prosjektet har vært å verifisere grunnleggende idéer for å fremskaffe et bedre kompetansegrunnlag for videreutvikling av idéene i industrielle prosjekter. Resultater oppnådd så langt indikerer at sensorteknologien har potensiale for å måle tykke lag, men at det gjenstår vesentlig arbeid for å forbedre metoden. Dette gjelder både teoretisk arbeid for å kunne estimere permittivitet og tykkelser, og praktisk arbeid med å utvikle og teste en sensor for ønsket frekvensområde. Det er satt i gang et mastergradsprosjekt ved Universitetet i Bergen som skal jobbe videre med denne sensorteknologien.
Akustiske metoder for hydratmåling
Når gass transporteres gjennom rørledninger under høyt trykk og lave temperaturer kan gassen bli omdannet til hydrat, som er et is-lignende faststoff. I verste fall kan hydrater tette igjen rør og skape farlige situasjoner. I dette prosjektet har det blitt gjennomført pilottesting av hydratdeteksjon med bruk av akustiske «guided wave» målinger. Denne typen måleoppsett karakteriseres ved at akustiske sendere og mottakere monteres på utsiden av røret og setter røret i svingninger. Ved å analysere akustisk bølgeforplanting gjennom rørveggene, og
gjennom væskestrømmen, er det mulig å skaffe informasjon om hastighet på væskestrømmen, innholdet i veskestrømmen og eventuelle endringer i veggtykkelsen på grunn av avsetninger. I
8
dette prosjektet ble det gjennomført testing under kontrollerte betingelser i en høytrykks gassrigg på South-West Research Institute i San Antonio, USA. Gjennom forsøkene ble det konkludert at nevnte sensoroppsett kan brukes til å detektere oppbygging og oppløsning av hydrater som dannes under høyt trykk og lave temperaturer. Det var ikke mulig å kvantifisere tykkelse på hydratlag på innsiden av røret i dette forsøket, men det var mulig å detektere oppbygging av hydrat på rørveggen og frigjøring av hydrat fra rørveggen. Dette arbeidet vil kunne danne grunnlag for større og mer konkrete prosjektforslag i ulike faglige retninger.
Trådløs undervannskommunikasjon
Det er i mange sammenhenger bruk for å kunne gjennomføre ulike målinger på havbunnen i områder hvor det ikke finnes kabling/datanett. Et eksempel kan være måleutstyr knyttet til marin ressursforvaltning. Et annet eksempel kan være måleutstyr på mindre tekniske
installasjoner på havbunnen i forbindelse med olje/gass utvinning. I slike situasjoner kan det være nyttig å kunne hente opp data ved hjelp av autonome fartøyer. Detter fordrer robuste løsninger for trådløs undervannskommunikasjon. I dette prosjektet har det derfor blitt arbeidet med konseptutvikling basert på sendere/mottakere (sensornoder) som kan settes opp i et grid på havbunnen. Nodene samarbeider for å gjøre kommunikasjonen til overflaten mer robust, og for å dekke et større område. På denne måten kan det kompenseres for bevegelser i det autonome fartøyet som skal hente opp data. Et sentralt element denne løsningen er å bruke oppsettet med flere sensornoder på havbunnen til å «peile» hvor det autonome fartøyet befinner seg, og til enhver tid benytte den sensornoden som gir sterkest signal. I dette prosjektet har det blitt arbeidet med kjerneteknologi for en slik løsning med innledende eksperimenter i vannbasseng. Dette arbeidet har gitt verdifull informasjon om hva som bør vektlegges i fremtidige oppfølgingsprosjekter.
Samarbeid innen korrosjonsmåling med Max Planck
I norsk olje- og gassindustri er det et økende behov for å ha god kontroll med tilstanden til rørledninger og trykktanker. Dette er spesielt viktig i forbindelse med levetidsforlengelse av eldre installasjoner. En mulig måte å oppnå kosteffektiv tilstandskontroll er å utvikle nye typer sensorer for å måle korrosjonsindikatorer. Den tidligst kjente måten å identifisere begynnende korrosjon er å måle økning av antall hydrogenatomer i stål. CMR har nylig fått etablert flere prosjekter for dette formålet hvor det benyttes elektrokjemisk måleprinsipp. Det er imidlertid svært utfordrende å validere denne typen målinger. I Dusseldorf i Tyskland har Max Planck Institut für Eisenforshung (MPIE) avanserte laboratorier for å indusere hydrogen i kontrollerte mengder i ulike stålkvaliteter og ulike ståltykkelser. Dette er et
forskningsinstitutt som hovedsakelig har vært finansiert av tysk stålindustri og tysk
bilindustri. I 2015 ble det derfor innledet dialog mellom CMR og MPIE om samarbeid innen korrosjonsmåling. Dette arbeidet resulterte i innledende utprøving av laboratorieutstyr. Det ble deretter inngått samarbeidsavtale og påfølgende deltagelse fra MPIE i flere av CMRs prosjekter innen korrosjonsmåling.
Illustrativ visualisering for media
CMR har i mange år hatt en omfattende FoU-aktivitet innen datagrafikk og visualisering. En av problemstillingene som har hatt betydelig fokus er illustrativ visualisering av geologiske strukturer. Her er utgangspunktet at geologer i stor grad benytter håndtegninger til å uttrykke sine vurderinger av geologiske strukturer. Illustrative metoder har hatt som mål å tilby
verktøy som gjør det enkelt for geologer å uttrykke sine vurderinger på et digitalt format som kan inngå i andre digitale arbeidsprosesser. Dette arbeidet vurderes også å kunne ha
anvendelser utenfor olje/gass-bransjen, f.eks. innen media, hvor det jevnlig er behov for å kunne lage grafiske fremstillinger av ulike typer hendelser knyttet til geologiske modeller
9
(f.eks. ustabile områder, flom, skred, jordskjelv). I dette forprosjektet ble det gjennomført et mulighetsstudie med fokus på typiske anvendelser av illustrative metoder for media og skisser til fremtidige FoU-problemstillinger. Dette arbeidet ble gjennomført i dialog med TV2, og kan danne grunnlag for fremtidige forslag til FoU-prosjekter som kan involvere
mediebedrifter og andre forskningsmiljøer.
Nettverksbygging og kompetanseutvikling Sonderinger om fremtidig forskningssamarbeid
Innenfor flere av de nevnte aktivitetene har det blitt gjennomført møter med komplementære forskningspartnere med tanke på fremtidig samarbeid. Dette arbeidet har inkludert fagmiljøer nasjonalt og internasjonalt.
Publiseringsstipend
I 2015 innførte CMR en intern støtteordning (timerammer til egne forskere) for å stimulere forskere til økt publisering, både med interne og eksterne samarbeidspartnere.
Deltagelse i lokale/nasjonale kompetansesentre
Dette arbeidet har både omfattet administrative verv og faglig arbeid på følgende områder:
- MedViz (www.medviz.uib.no)
- Bergen Marine Forskningsklynge (www.bergenmarine.no) - NCE Media (www.ncemedia.no)
- NCE Subsea (www.ncesubsea.no)
- Uptime Centre of Competence (www.uptimecentre.no) - Centre for Geothermal Energy Research (www.cger.no) - Norsk Klimastiftelse (www.klimastiftelsen.no)
Bistillinger
Grunnbevilgning har også blitt benyttet til å finansiere bistillinger ved CMR for
vitenskapelige ansatte som har hovedstilling ved Universitetet i Bergen og Høyskolen i Bergen.
Post doc.
CMR har benyttet grunnbevilgning til å delfinansiere en post doc. stilling innenfor MedViz (et samarbeid mellom CMR, Universitetet i Bergen og Helse Bergen).
STIM-EU
CMR mottok 0,724 mill. kroner i STIM-EU midler i desember 2015. Disse midlene planlegges benyttet i 2016 sammen med grunnbevilgningen for 2016, i samsvar med retningslinjene for statlig basisfinansiering av forskningsinstitutter.
10
2.2 Institutt for energiteknikk – IFE
Nettsted: www.ife.no
Presentasjon av instituttet og nøkkeltall
IFE - Nøkkeltall 2015 (sammenliknet med 2014)
2014 2015 2014 2015
Økonomi Mill.
kroner Andel
(%) Mill.
kroner Andel
(%) Ansatte
Driftsinntekter 898,9 993,6 Årsverk totalt 573 595
Grunnbevilgning 81,6 9,1 85,6 8,6 Årsverk forskere 179 198
STIM-EU 0,0 0,0 2,7 0,3 Herav kvinner 58 67
Forvaltningsoppgaver 44,0 4,9 9,5 1,0 Andel forskerårsv. (%) 31 33
Bidragsinntekter: Antall ansatte med doktorgrad 79 86
Forskningsrådet 82,0 9,1 85,5 8,6 Forskeravgang pr. forskerårsverk 0,30 0,31 Øvrige bidragsinntekter 1,9 0,2 52,2 5,3
Nasjonale oppdragsinnt.: Innovasjonsresultater
Næringslivet 261,4 29,1 137,9 13,9 Antall patentsøknader 12 6
Offentlig forvaltning 24,2 2,7 35,0 3,5 Lisensinntekter (mill. kr) 6,3 0,0
Andre oppdrag 13,9 1,5 9,9 1,0 Antall nye bedriftsetableringer 2 1
Internasjonale inntekter: Publisering/ rapportering
EU-inntekter 11,0 1,2 11,6 1,2 Publikasjonspoeng pr. forskerårsv. 0,44 0,63*
Øvrige internasjonale innt. 229,2 25,5 359,7 36,2 Antall rapporter til oppdragsgivere 88 176
Forskerutdanning
Øvrige driftsinntekter 149,7 16,7 204,0 20,5 Antall doktorgradskandidater 24 21
Driftsresultat 4,9 0,8 262,5 26,4 Doktorgradsdisputaser 0 0
Egenkapital 20,3 4,0 284,8 48,6 Herav kvinner 0 0
* Ny beregningsmåte i 2015, ikke sammenliknbar med året før
Institutt for energiteknikk (IFE) er et internasjonalt forskningssenter for energi- og nukleærteknologi. Instituttets hovedmål er, på ideelt og samfunnsnyttig grunnlag, å drive forskning og utvikling innenfor energi- og petroleumssektoren, og å ivareta nukleær- teknologiske oppgaver for Norge. Instituttet satser sterkt på sikkerhets- og miljøforskning knyttet til disse hovedområdene.
Instituttet legger vekt på å fokusere den faglige virksomhetenslik at IFE er internasjonalt synlig og ledende på enkelte spissområder. Viktige eksempler omfatter reaktorsikkerhet, nukleær brenselsoppførsel og instrumentering, Menneske-Teknologi-Organisasjon (MTO- sikkerhet), materialvitenskap og nanoteknologi, flerfase-, tracer- og korrosjonsteknologi, fysisk-matematisk modellering, solcelleteknologi, hydrogenteknologi, batteriteknologi og radioaktive legemidler.
Bruk av grunnbevilgningen
IFE ble tildelt grunnbevilgning på til sammen 85,5 mill. kroner for 2015 (inkludert 45,1 mill.kroner til nukleær virksomhet på Kjeller).
Midler til strategiske instituttsatsinger blir fordelt til IFEs fagsektorer gjennom hvert års budsjettbehandling. I sektoren fordeles midlene på enkeltprosjekter etter forslag fra avdelingene og vurdering og vedtak i sektorenes ledergruppe. Kriterier for bruk av de strategiske midlene er at satsingene skal:
11 - Danne basis for eksternt finansierte prosjekter
- Bidra til tellekanter i den konkurranseutsatte basisbevilgningen (publikasjoner i godkjente kanaler, doktorgradskandidater)
- Gi tverrfaglig samarbeid avdelingene imellom.
Resterende midler blir av instituttledelsen fordelt til fagsektorene for bruk til forprosjekter/ideutvikling og nettverksbygging/kompetanseutvikling.
Grunnbevilgningsmidlene ble i 2015 fordelt på hovedformål som følger:
Formål Beløp (i mill. kroner) Andel
Strategiske instituttsatsinger 33,9 40 %
Nettverksbygging og kompetanseutvikling 5,4 6 %
Vitenskapelig utstyr 1,1 1 %
Nukleær aktivitet, Kjeller (inkl. fysisk sikring) 45,1 53 %
Strategiske instituttsatsinger
Transportprosesser i metalliske medier 2014-2015 1,10 mill.
MEG måleutstyr 2014-2016 0,60 mill.
Modeller for korrosjon og scaling 2014-2016 0,20 mill.
Nye korrosjonsmodeller 2015-2016 1,00 mill.
Voksdeposisjon 2015 0,80 mill.
IAEA-arbeid 2013-2015 0,20 mill.
MTO i luftfart 2014-2016 3,00 mill.
Dekommisjonering 2015-2017 1,50 mill.
Tilstandskontroll og levetidsforlengelse 2015-2017 1,00 mill.
3Dfloat 2015 1,00 mill.
IFEs energisystemmodell for
TIMES-Norway 2014-2015 0,50 mill.
Silisium batteriteknologi 2015 0,90 mill.
Magnesium batterier 2015 0,50 mill.
Maritim hydrogenbruk 2015 0,10 mill.
IFE CO2 senter 2009-2015 0,30 mill.
ICP-MS laboratoriet 2015 1,00 mill.
Development of a process simulation platform and optimization of a DFBR
model for SER 2015 0,80 mill.
Rekruttering GEO 2015 0,40 mill.
Porous flow 2014-2015 0,80 mill.
Development of a passive sampler (Fe) to
Monitor CO2 leakage 2015 0,10 mill.
TGA utvikling 2015 0,60 mill.
Kontakter for høyeffektive solceller 2015 0,20 mill.
Solcelleteknologi 2015 1,20 mill.
Nettverk IDEAS 2015 0,10 mill.
PV-systemteknologi 2014-2015 0,20 mill.
Smart medisinering 2015 0,50 mill.
Periode Forbruk 2015
12
Silisiumproduksjon 2015 0,90 mill.
Nano SiNx 2015 0,60 mill.
Trykt elektronikk 2014-2015 0,20 mill.
Produksjon av medisinske radioisotoper 2015 2,20 mill.
System for håndtering av kjerneberegninger 2015-2016 0,70 mill.
Instrumentutvikling 2015 1,80 mill.
Competence enhancement 2015 2,80 mill.
Overflatebehandling av materialer 2015 1,00 mill.
Produksjon medisinske radioisotoper 2015 1,80 mill.
Gamma thomography 2015 0,25 mill.
Utvikling av thorium brensel 2015 0,95 mill.
System for håndtering av kjerneberegninger 2015 0,70 mill.
Other (SEM, ..) 2015 1,30 mill.
Transportprosesser i metalliske smelter
Hensikten med prosjektet er å utvikle nye prosjekter innenfor materialproduksjon og prosessering. Basert på erfaringene vi har med transport av krystalliske korn i aluminium smelte som kimdannes, transporteres og fanges under størkning, vil vi definere et nytt sett av moduler for gass og partikler.
MEG måleutstyr
IFE har et patent på en metode for å måle alkalinitet i glykol-løsninger. Vi skal verifisere en prototype som kan gi grunnlag for å kommersialisere metoden. Prosjektet er viktig for å videreutvikle IFEs posisjon som et ledende miljø internasjonalt innen glykolkjemi.
Modeller for korrosjon og scaling
Prosjekter fokuserer på å bygge ut kompetansen på verktøy og metoder for termodynamiske likevektsberegninger og ph-stabilisering.
Nye korrosjonsmodeller
Prosjektet fokuserer på bredere bruk av scenario-basert modellering, også med tanke på fremtidig kommersialisering. Evaluere og utnytte COMSOL-baserte verktøy, inkludert vurdering av å tilpasse IFEs egne korrosjonsmodeller til COMSOL.
Voksdeposisjon
Prosjektet er viktig i helheten for å gjøre IFE til et fortsatt interessant og viktig fagmiljø innenfor avansert flerfasemodellering. Det er etablert industrikontakter og målet er å få eksternt finansierte prosjekter innenfor området.
IAEA-arbeid
Det er bl.a. arbeidet med ferdigstillelse av rapportene “Neutron Generators for Radiotracer Applications” og “Neutron Sources and Generators for Nucleonic Control and Measurement Systems Applications».
MTO i Luftfart
Den overordnede målsetningen for IFE er å bli en av de viktigste forskningspartnerne innen lufttrafikktjeneste i Norge, og etter hvert det europeiske markedet. I 2015 har satsning resultert i et vellykket forprosjekt, EyeTracking forTraining (ETT), som har demonstrert at treningsmetodikk, kompetanse og erfaring fra IFEs nukleære virksomhet innen bruk av EyeTracking (kartlegging av øyebevegelser) kan tilpasses og nyttiggjøres i treningen av
13
flygeledere. Forprosjektet ledet frem til hovedprosjektet Smart Training of
AirTrafficCOntrollers (STATCO) som inkluderer store norske aktører, Avinor og Kystverket, norsk akademia, Høgskolene i Østfold og Buskerud/Vestfold, samt Rochester Institute of Technology, New York, USA. Det jobbes med å tilpasse metoder og løsninger til bruk i andre domener. Tidlig 2015 startet prosjektet ALMAR (A Large-scale Management of ATM Research) med Avinor, Edda Systems og IFE. Det omfatter design av grafikk som
understøtter rask persepsjon av kritiske situasjoner identifisert på flygelederens radarskjerm.
Dekommisjonering
Mange kjernekraftverk bygget på 1960-70 tallet nærmer seg slutten av sin driftsperiode. Til forskjell fra konvensjonelle industrianlegg er dekommisjonering av nukleære installasjoner vesentlig mer kompleks. Det er i dag få spesialister på området sett i forhold til industriens behov fremover, og det vil oppstå et stort behov for verktøy og metoder som kan gi bedre sikkerhet og optimalisere kostnadene. Dekommisjonering er en svært omfattende og kompleks prosess som krever kompetanse innen mange områder. Vi ønsker å utnytte vår spisskompetanse ved å tilby verktøy og rådgivning innen våre nisjeområder som
karakterisering, planlegging, kommunikasjon og opplæring; samt human factors, detaljert planlegging, sikkerhetsanalyser (ALARA) osv. Resultater: I et forskningsprosjekt for Vattenfall AB ble IFEs VRdose verktøy for planlegging av dekommisjonering evaluert. Det ble utviklet realistiske arbeidsscenarioer basert på 3D modeller og stråledata for en av
reaktorene på Ringhals kjernekraftverk. Forskningsprosjektet er ventet å gi verdifull erfaring i forbindelse med den planlagte dekommisjonering i Sverige. Gjennom mange år har IFE samarbeidet med ulike japanske organisasjoner innen dekommisjonering. I 2015 startet et samarbeid med Fukui-universitetet hvor VRdose systemet skal tilpasses behov i
dekommisjonering av Fugen kjernekraftverk.
Tilstandskontroll og Levetidsforlengelse (LTO)
Store verdier er investert i kostbare anlegg innen mange industrigrener, f.eks. offshore plattformer som vurderer forlenget drift ut over opprinnelig plan for å utvinne mer O&G.
Mange av IFEs forskningsaktiviteter dreier seg om å få mer ut av installert infrastruktur på en sikker måte - samt økt levetid, men også for oppnå bedre drifts -/vedlikeholdsstrategier. Målet er å kombinere tverrfaglig kompetanse innen: tilstandskontroll, modellering, materialtesting, målemetoder, og signalbehandling til å oppnå mer eksakte metoder/modeller for å bestemme tilstandsutvikling, degradering/ aldring og restlevetid (RUL). Resultater så langt: En
konseptrapport er utarbeidet som identifiserer 13 case i ulike bransjer som utgangspunkt for videreføring. Det er innledet et samarbeid med IFEs solavdeling om tilstandsovervåking av solcelleanlegg. Det sendes nå en søknad om IFU forprosjekt sammen med Prediktor AS og Scatec Solar.
3DFloat
Prosjektet har fokusert på å utvikle 3DFloat programvaren i henhold til industriens primære behov og å få programvaren ut til industrien. Vi har nå kommet til stadiet der programvaren kan betraktes som state of the art innen integrert modellering, hvor komplekse flytende eller faste strukturer er utsatt for vind- og sjølaster. Programvaren brukes i økende grad av
industrien. Den har f.eks. vært brukt i designet av verdens første flytende vindpark – Hywind Scotlan. Programvaren brukes også innen nye områder. Den ble f.eks. brukt da Statens vegvesen utredet ny fjordkryssing for Bjørnafjorden. I denne sammenheng representerte 3DFloat en vesentlig steg fremover innen engineering praksis. Dette resulterte i betydelig forbedringer av simuleringenes realisme i forhold til gammel praksis, noe som igjen førte til drastiske kostnadsreduksjoner.
14 IFEs energisystemmodell for TIMES-Norway-LCA
En postdoc ansatt (mai 2014- juni 2015) på IFE har vurdert metodiske
tilnærminger til hvordan livssyklusanalyser kan implementeres i modeller som optimaliserer energisystemet. I mer detalj gikk arbeidet ut på å vurdere ulike indikatorer som kunne være relevant å inkludere i den norske energisystemmodellen TIMES-Norway, og å utarbeide et rammeverk for soft-linking av LCA og TIMES. Denne metodikken ble benyttet for å gjennomføre en case studie av kraftproduksjon i Norge. På den måten ble
livssyklusindikatorene med i optimaliseringen av energisystemet. Følgende livssyklus indikatorer ble inkludert i TIMES: climate change, ecosystem quality og human health. De integrerte analysene ble utført med en analyseperiode fra 2010-2015. Analysene viser at disse indikatorene utvikles i takt med at ny kraftproduksjon bygges ut, og vi ser
livssykluseffekter som følge av bygging av ny vindkraft for perioden 2014-2035, og deretter effekter av bygging av ny vannkraft.
Silisium batteriteknologi
Dette prosjektet har delfinansiert en PhD student med fokus på grenseflater i
silisiumanoder. Arbeidet har bestått i å utvikle fundamentale karakteriseringsteknikker og grunnleggende forståelse av fysiske og kjemiske reaksjoner knyttet til grenseflaten mellom silisium og elektrolytt, inkludert eksperimenter med alternative overflatelag
(nitrider/karbider). Etter å ha testet overflatemodifikasjoner, ble studenten oppmerksom på at enkelte av overflatelagene viste tydelige tegn på å ha egen lagringskapasitet. Dette førte til nye eksperimenter der overflatebelegget ble studert som aktivt materiale, med forbløffende positive resultater. Arbeidet vil tas videre inn i de pågående batteriprosjektene knyttet til silisiumanoder, men kan også gi grunnlag for nye prosjekter.
Magnesium batterier
Det har også vært omfattende arbeid knyttet til å utnytte magnesium som anodemateriale i metallhydridbatterier. I forbindelse med prosessen med å etablere Silmag som magnesium- produsent på Herøya, og basert på tidligere erfaringer med bruk av magnesium i
hydrogenlagring, har vi arbeidet med å dokumentere at disse egenskapene kan overføres også til batteriteknologi. Spesielt har det pågått arbeid med å knytte bånd mellom fremtidig
magnesiumproduksjon i Norge, nåværende metallhydrid-batteriproduksjon i Sverige i
selskapet Nilar, og kjemikalieselskapet BASF som sitter med verdens fremste patentportefølje innen metallhydridbatterier etter oppkjøpet av teknologiselskapet Ovonic. Dette har hittil resultert i en felles workshop på IFE i begynnelsen av 2016, og kan forhåpentlig bli et nytt marked for IFE i nær fremtid.
Maritim hydrogenbruk
Basert på en rapport utført med midler fra Innovasjon Norge i samarbeid med CMR i 2014, har IFE fortsatt å arbeide for å bygge og formidle kompetanse knyttet til mulighetene for å benytte hydrogen som maritimt drivstoff. Våre markedsanalyser viste at det vil være en potensielt lønnsom applikasjon, men at markedsaktøren som kan tilby en slik brenselcelle pr i dag ikke eksisterer. Arbeidet har resultert i at IFE i 2016 starter et nytt selskap med
forretningsidé å designe brenselcellesystemer for skip.
IFE CO2-senter
IFE opprettet i 2009 et virtuelt CO2-senter for å koordinere og synliggjøre forskning og utvikling for markedsområdet fangst, transport, bruk og lagring av CO2. Koordineringen av dette senteret er videreført i 2015.
15 ICP MS laboratoriet
Det er utviklet flere metoder for analyse av ikke tradisjonelle isotoper og elementer i
forskjellige matrikser innenfor miljø og klimaforskning. Videre har det blitt gjennomført et grunnleggende litteratur- og markedsstudium innenfor ovennevnte områder. Videre har vår kompetanse blitt markedsført gjennom deltakelse på nasjonale og internasjonale
forumer/konferanser.
Development of a process simulation platform and optimization of a DFBR modell for SER Hovedmålet for dette prosjektet har vært å utvikle modeller for industrielle prosesser ved bruk av Aspen. Hydrogenproduksjon ved bruk av absorpsjonbasert reformering av metan med CO2 innfangning er brukt som et eksempel studie. Med dette prosjektet er vi blitt i stand til å simulere prosessene med høyere nøyaktighet enn tidligere. Videre har det i dette prosjektet blitt sett på utvikling og evaluering av nye lavkost materialer for oksygentransport (deriblant magnetitt) i forbindelse med reformeringsprosessen beskrevet over. Resultatene viste at de studerte
materialene hadde meget gode transportegenskaper . Porus flow
Prosjektet har hatt som hensikt å utvikle IFEs portefølje innenfor geomekanisk evaluering av industrielle operasjoner som for eksempel CO2 injeksjon i reservoarer – samt for å evaluere naturlige farer som jordskjelv og vulkanutbrudd.
Prosjektet har videreutviklet en to-fase modell for koblet væskestrømning og deformasjon av bergarter, som er opprinnelig utviklet av IFE. Arbeidet inkluderer validering av koden mot eksperimentelle data, i tillegg til at koden har blitt brukt til å vurdere lineære og ulineære seismiske bølger. Resultatene av koden har vært brukt til dannelse av seismiske «chimneys»
(pipe-strukturer i sedimentære lagpakker), noe som en ofte ser i reservoarer. Disse «chimney»
strukturene er et faremoment under boring og det er derfor viktig å forstå dem. En ny
anvendelse av modellen var frekvens-analyse av vulkanske jordskjelv, et arbeid som ble utført i samarbeid med Yale Universitet. Dette arbeidet er viktig for å forutsi vulkanske
faremomenter med hensyn på helse og lufttrafikk.
En annen viktig retning innen forskningen fokuserte på tolkning av kjemiske isotopdata (som er hentet inn i tidligere IFE-prosjekter) med hensyn på væskestrømning i fjellgrunnen på steder som er mulige for CO2 lagring. Synergier mellom kjemisk analyse og væskestrømning ble testet ut med et mål om å utvide prosjektporteføljen. Dette SIS prosjektet resulterte i to komplette NFR (Chimney and ShallowCompaction).
Devlopment of a passive sampler (Fe) to monitor CO2 leakage
I forbindelse med lagring av CO2 i reservoarer i undergrunnen, er monitorering av CO2 lekkasjer viktig. I dette studiet har vi brukt en geokjemisk teknikk som både analyserer de forskjellige isotopene og samtidig kvantifiserer mengden CO2 lekket ut ved bruk av
utfellingsteknikker. Dette studiet har vist at Fe har gode absorbentegenskaper for CO2 under betingelser der FeCO3 kan dannes. Dette er vist både eksperimentelt og ved modellering.
TGA utvikling
I dette prosjektet har vi bygget en termogravimetrisk analyseenhet for raskt å kunne skifte temperatur under forskjellige gassatmosfærer. Dette for mer realistisk å kunne simulere industrielle prosesser. Det nye oppsettet har allerede gitt verdifulle resultater relatert til nye materialer innenfor CO2 innfangning.
16 Kontakter for høyeffektive solceller
Målet var å etablere en prosess for en tunneleringskontakt basert på svært tynne passiverende lag mellom metallkontakten på baksiden av en solcelle og silisiumskiven. Egenskapene til strukturene som ble testet i prosjektet er lovende.
Solcelleteknologi
Potensialet for å øke effektiviteten til silisiumbaserte solceller er fortsatt betydelig og et fokusområde i industrien i dag. Arbeidet innen tematikken fokuserte på overflatepassivering av silisiumwaferen og fulgte to løp: en produktnær teknologi basert på passivering av solceller med et lag av SiOxNy hvor arbeidet besto i en teknologioverføring fra lab-utstyr til mer
industrirelevant utstyr. Fordelene med teknologien er en økt, stabil passiveringseffekt og bedre beskyttelse mot spenningsindusert degradering. Teknologien er søkt patentbeskyttet. Videre arbeid dreide seg om mer avanserte passiveringsteknologier som har en noe lengre
tidshorisont. Inkludert her er passivering med en amorf-silisium/SiN lagkombinasjon, intensjonell økt ladning i SiN-laget og passivering med et lag bestående av en
organiske/inorganisk materialkombinasjon.
Nettverk IDEAS
En forsker fra IEE CAS i Bejing oppholdt seg i avdeling SOL i 3 måneder i 2015 og gjorde forskning på passiverende lag brukt i solcelleproduksjon for å forstå egenskapene til disse lagene bedre. Avdeling SOL har hatt et godt samarbeid med IEE CAS i flere år og har ønsket å opprettholde dette.
PV Systemteknologi
Et testanlegg for bakkemonterte og bygningsintegrerte solceller ble bygget på IFEs område i 2015. Fokus har vært på komponenter som er relevante for det norske markedet og å få høykvalitets målinger på lysforholdene som gjelder for Østlands-Norge. Målet er gi mulighet for uttesting av moduler under kjente betingelser for norske leverandører og installatører, samt å bygge kompetanse på hvordan solcellemoduler, og andre komponenter, best kan utnytte lyset under lokale forhold.
Silisiumproduksjon
En Free-space-reaktor for produksjon av industrielt relevante kvanta av silisium nano- til mikropartikler ble ferdigstilt. Den vil kunne operere under trykk for økt produksjon og større omfang i produksjonsbetingelser samt vil kunne produsere fosfordopede silisiumpartikler.
Disse partiklene skal testes i anoder i Li-ione batterier. Med denne reaktoren er det også demonstrert at høykvalitets silisiumpartikler kan produseres i store kvanta, og en roadmap for videre utvikling er etablert. En kommersialisering av teknologien er vurdert.
Smart medisinering
Det er et stort behov for, og et stort marked for, kreftmedisiner. Basert på kompetansen ved isotop laboratoriene ved IFE er det startet et arbeid med å evaluere bruken av silisiumpartikler som bærere av aktive elementer til en tumor. Arbeidet i denne tidlige fasen har vært fokusert på valg av nødvendige partikkelegenskaper.
NanoSiNx
Bruken av silisium i Li-ion batterianoder er i en rivende utvikling. Silisium kan brukes og inkorporeres i anoden med forskjellige metoder og i forskjellige former. En ny form for silisiumpartikkel skal testes ut i dette prosjektet basert på kunnskapen bygd opp de siste årene gjennom produksjon av silisiumpartikler med IFEs Free-Space-reaktor teknologi.
17 Trykt elektronikk
Trykt elektronikk som forskningsområde er blitt svært aktuelt, også i Norge, ettersom denne tematikken kommer til å få stor innvirkning på hvordan svært mange dagligdagse produkter utvikler seg og ettersom også norske næringsaktører kommer til å ta del i denne utviklingen.
IFE, avd. SOL har innenfor denne tematikken gjort en undersøkelse for å se hvilke
forskningsspørsmål som best passer vår kompetanse og som vil bli aktuelle framover. Denne aktiviteten har også vurdert behovet for utvidelse av laboratoriekapasiteten for å være bedre tilpasset fagområdet.
Medisinsk isotopproduksjon
Målet med dette prosjektet er å undersøke muligheten for å benytte reaktorene (JEEP II og Haldenreaktoren) til produksjon av isotoper for benyttelse i radiofarmasi. IFE har bygget opp et laboratorie for rensing og karakterisering av isotoper. Videre er det gjennomført en
testbestråling i Haldenreaktoren. Terbium (Tb-161) er en lovende isotop som har interessante radiofarmasøytiske egenskaper. Testproduksjon er utført ved å bestråle en liten kapsel med gadolinium (Gd-160) i Haldenreaktoren. Dette er et av prosjektene i IFEs større strategiske satsing på radioaktive legemidler.
Utvikling av system for håndtering av kjerneberegninger
For Haldenreaktoren (og de fleste andre reaktorer) er det nødvendig å beregne 3D effektdistribusjon. Dette er nødvendig både under drift, og for å anslå fremtidige kjerne belastninger. Den nåværende løsningen bruker en kommandolinje og tekstfil basert
grensesnitt. Lagringen for inn- og utgangs data må vedlikeholdes manuelt. Simuleringskoden for beregning av 3D effektfordeling må også fornyes. Prosjektet skal utvikle et nytt system for å håndtere kjerneberegninger. Dette omfatter generering av input data, lagring av data og visualisering av simuleringer. Hovedvekten i prosjektet er lagt på utvikling av
systemarkitektur. For å utvikle systemet er tverrsektoriell kompetanse på IFE benyttet, og prosjektet videreføres i 2016. Systemløsningen har også kommersiell interesse, og kan bli et nytt system IFE kan selge til kunder.
Instrumentutvikling
En av de viktigste faktorer for eksperimenter i Haldenreaktoren er evnen til å utføre målinger ved høy temperatur og trykk og høye strålingsnivåer (gamma og / eller nøytron ). Det er derfor viktig å styrke og forbedre disse egenskapene for å være konkurransedyktige.
Følgende typer instrumenter videreutvikles innenfor dette prosjektet;
En høy temperatur turbinstrømningsmåler
En lineær variabel fortrengning svinger som kan fungere opp til 700 grader Celsius
En høy temperatur / høyt trykk -kontakt,for å koble signaler i en høy temperatur løkke
En forbedret lineær resolver, i stand til å måle den lineære forskyvning av en stang (over en forholdsvis stor avstand) ved høy temperatur og trykk
Overflatebehandling av materialer
I Haldenreaktoren utføres de forskjellige forsøkene ved høy temperatur og trykk i ofte korrosive miljøer. Derfor er det viktig å være i stand til å behandle overflatene av disse materialene for å forbedre korrosjons og slitestyrke. Materialforskning er også av stor betydning for norsk olje- og gassindustri. Innenfor prosjektet "Overflatebehandling av materialer", er ulike
tilnærminger blir undersøkt, for eksempel plasma belegg, plasma nitriding og høy temperatur
18
damp behandling. Dette prosjektet kan gi nye utviklingsmuligheter og prosjekter med kunder og dermed kommersielle muligheter.
Gamma tomografi
Gamma emission tomography er en metode basert på gammastrålespektroskopi og tomografiske rekonstruksjonsteknikker som kan anvendes for karakterisering av
kjernebrenselselementer uten demontering av brenselselementet. Ved å utføre et stort antall målinger av gammastråleintensitet fluks rundt et brenselselement ved å bruke kollimert gammastråle-detektor, kan den indre isotopsammensetningen bli rekonstruert ved hjelp av tomografiske algoritmer. Hvis et spektroskopisk deteksjonssystem anvendes, kan forskjellige gammastråle-emitterende isotoper bli valgt for analyse, slik at det er ikke-destruktiv karakterisering med hensyn til en rekke brenselsparametere. Denne metoden er blant annet av interesse for å kunne kontrollere at kjerneenergi kun benyttes til fredelige formål, siden brensel kan detaljert karakteriseres uten destruktive metoder. Metoden har også kommersielle interesser for
ytterligere å kunne karakterisere sikkerheten og påliteligheten til brensel.
Thorium brensel
Thoriumbrensel er ett av brenselsalternativene som kan benyttes i et kjernekraftverk. IFE utvikler metoder for å produsere thoriumbrensel med ulik urananrikning, men også thorium blandet med plutonium. Thorium har enkelte positive egenskaper som ikke uran har, spesielt knyttet til kjemisk stabilitet og at thorium ikke produserer plutonium under bestråling.
Nettverksbygging og kompetanseutvikling
Større flerfaglige initiativer i og utenfor IFE 0,7 mill.
Det har vært arbeidet med å kartlegge og komplettere kompetansen i området «Erosjon og korrosjon», dvs materialteknologiske utfordringer knyttet til degenerering av materialer.
(Hydrat) CO2-fangst 0,3 mill.
Prosjektet inngår i den strategiske satsingen IFE gjør rundt ulike aspekter av CO2 håndtering og utfordringer.
Separasjon, litteraturstudie 0,5 mill.
Målet er å bygge opp et nytt fag- og forretningsområde ved å ta utgangspunkt i eksisterende kompetanse.
Post doc stilling innenfor DPD-modellering 0,8 mill.
DPD-modellering (Dissipative Particle Dynamics) for simulering av to-fase-flyt med surfaktanter I porøse media. Et viktig element i samarbeidet med IRIS i IOR-senteret utvides gjennom denne stillingen.
Kompetanseoppbygging og restrukturering av IFEs nukleære sektor 3,1 mill.
Dessuten:
Mindre prosjekter for faglig utvikling, publisering etc: 2.3 mill.
19 Vitenskaplig utstyr
Petrofysisk laboratorium 1,1 mill.
Oppbygging av et petrofysisk laboratorium er sentralt i avdelingens strategi. Prosjektet har verifisert nytt utstyr og studert nye effekter i flømminseksperimenter. Det har vært utvekslet kompetanse og erfaring med IRIS med tanke på fremtidig samarbeid i laboratoriet.
Nukleær aktivitet, Kjeller, inkludert fysisk sikring
Nukleær virksomhet på Kjeller har som hovedmål å drive grunnforskning i fysikk, dvs nøytronbasert materialforskning ved bruk av forskningsreaktoren JEEP II, samt å ivareta viktige nasjonale oppgaver innen utvikling og bruk av nukleærteknologiske metoder, strålevern og radioaktivt avfall.
Drift av JEEP II-reaktoren
Anlegget er konsesjonspliktig med regulerte krav til sikkerhet, dokumentasjon og rapportering til myndigheter.
JEEP II er en tungtvannsmoderert reaktor med en termisk effekt på 2 MW. Nøytron-fluksen er 2 x 1013 n/cm2 sek. Deler av varmen fra kjølevannet fra reaktoren benyttes i et
sentralvarmesystem som varmer opp instituttets bygninger.
Staben på avdeling Reaktordrift knyttet til drift av JEEP II var i 2015 på 22,3 årsverk, derav 2,7 forskere, 18,6 ingeniører og 1 sekretær/koordinator. Driftsstaben er organisert i 6 skiftlag, slik at døgnkontinuerlig drift kan gjennomføres. Driftsstaben omfatter også autorisert
vedlikeholdspersonell.
Driftstilgjengeligheten var i 2015 høy, kun avbrutt av stopp for ferie-avvikling og planlagt vedlikehold. Forbedringer og moderniseringer av anlegget har fulgt forhåndsgodkjent program. Rekruttering og teoretisk opplæring av nytt personell har foregått i henhold til forhåndsgodkjent plan og program.
Markedet for bestråling av Si for halvlederindustrien og kilder for industri og
pertroleumsvirksomheten har vært krevende i 2015, som medførte at driften av JEEP II gikk med 4,8 mill. kr i underskudd i 2015. 2016 ser ut til å bli et enda mer krevende økonomisk år.
Fysikkavdelingen
Hovedformålet med IFEs Fysikkavdeling er å utnytte nøytronstrålene fra JEEP II reaktoren på Kjeller innen materialforskning, og tjene som et nasjonalt laboratorium på dette området tilknyttet et internasjonalt nettverk av samarbeidspartnere. JEEP II danner i dag basis for et omfattende samarbeid med nærmere 40 nasjonale og internasjonale forskningsinstitusjoner innen materialvitenskapelig forskning. Samarbeid mellom IFE og verdens kraftigste
nøytronkilde ESS (European Spallation Source) som skal bygges i Lund i Sverige er en viktig del av aktiviteten ved Fysikkavdelingen. Fysikkavdelingens forskere deltar aktivt i komiteer ved ESS, både som norsk medlem i ESS in-kind review committee (som vice-chair), medlem i ESSs Instrument Collaboration Board og nasjonal koordinator knyttet til ESS-aktiviteter. IFE har leder i den norske nøytronspredningsorganisasjonen NoNSA.
20
Fysikkavdelingen var i 2015 bemannet av 7 faste forskere, 1 forsker tilknyttet ved
pensjonistavtale, 6 ingeniører og en prosjektkoordinator. En av forskerne og en av ingeniørene arbeider på samarbeidsprosjekt med ESS som er en del av norsk in-kind bidrag ved ESS og med finansiering fra Norges forskningsråd. To av forskerne er prof. II ved Universitetet i Oslo og en er prof. II ved NTNU, finansieringen av disse tre stillingene ble overtatt av UNIK fra april/mai 2015. I tillegg har det i løpet av 2015 vært en PhD-student, totalt 11 post docs (ca 7 årsverk), en midlertidig ansatt forsker og én «omvendt» prof. II fra UiO (20% ved IFE), se vedlegg 1.
Fysikkavdelingen hadde 20 løpende prosjekter (NFR og EU) med en total portefølje på 10,65 MNOK i 2015. Av disse var 5 med EU finansiering og 15 finansiert av Norges forskningsråd.
Kombinasjonen nøytronspreding ved JEEP II og synkrotronstråling ved ESRF (spesielt SNBL) er viktig for detaljerte studier av nye materialer for hydrogenlagring.
Fysikkavdelingen er en av de største norske brukerne av SNBL, og IFE har en av tre norske representanter i styringskomiteen for SNBL.
Samarbeidet mellom IFE og verdens kraftigste nøytronkilde ESS (European Spallation
Source) som skal bygges i Lund i Sverige startet i 2011, og i 2015 arbeidet 3 personer ved IFE (en forsker, en ingeniør og en post doc) fulltid på prosjektet. IFEs JEEP IIreaktor, som den eneste nøytronkilde i Norden i dag, vil bli en meget viktig regional ressurs for ESS. Ifølge ESS-ledelsen vil bruk av JEEP II få stor betydning i planleggings- og konstruksjonsfasen av anlegget, med hensyn til kompetanseoverføring, utprøving av detektorer og andre
komponenter, metodeutvikling og opplæring. Fysikkavdelingen tilbyr i første omgang strålelinjer/instrumentering i JEEP II reaktoren på IFE for uttesting og optimalisering av nye konsepter for detektorer ved ESS, og dette arbeidet har pågått i hele 2015 med instrumentet R2D2. Høsten 2015 har det vært diskutert IFE-deltakelse i to instrument-konsortier ved ESS, HEIMDAL og BIFROST, med finansiering fra norsk ESS in-kind bidrag. Hovedaktiviteten ved IFE vil være skjerming av nøytron-guider og instrumentene selv.
På lengre sikt, når ESS er i drift, kan JEEP II spille en stor rolle som regionalt supplement til ESS, med hensyn til opplæring, kvalifisering av forsøk og forskning. JEEP II vil tiltrekke seg brukere i forskningsfronten som kan utnytte begge installasjonene, både ESS og JEEP II, maksimalt, med betydelige ringvirkninger og kompetanseoverføring til norske
forskningsmiljøer. Dette siste er særlig viktig for bruk av ESS når anlegget vil være tilgjengelig for eksterne brukere fra 2023.
IFE har i flere runder søkt om finansiering fra nasjonal forskningsinfratruktur fra Norges Forskningsråd for oppgradering av nøytronspredningsinstrumentering i JEEP II reaktoren, og i 2015 ble IFE tildelt 31.1 MNOK for «NcNeutron – Norwegian Center for Neutron
Research». Denne investeringen inkluderer en ny såkalt kald moderator, nytt
nøytronreflektometer, oppgardert nøytronradiografi-oppsett og rest-spenningsdiffraktometer.
Prosjektperioden er 2016-20, og når det er ferdig vil IFE ved JEEP II reaktoren ha en moderne instrumentering for studier av materialer med nøytronspredning og avbildning. Dette vil være viktig for norske og internasjonale universiteter, forskningsinstitutter og industri, og særlig viktig for å kunne utnytte ESS. JEEP II vil dermed fortsatt være et unikt nasjonalt
laboratorium med sterk internasjonal tilknytning fremover.
Pulverdiffraktometeret ODIN vil ferdigstilles i løpet av 2016. Dette er en investering på mer enn 15 mill. kr, og vil, når det er ferdig, sette en ny internasjonal standard for
pulvernøytrondiffraksjon ved lav-fluks reaktorer.
21
Fysikkavdelingen har drevet et aktivt undervisningsprogram innen fysikk og material-
teknologi med veiledning av studenter på master- og doktorgradsoppgaver i løpet av perioden.
To forskere i avdelingen, som er professor II ved UiO (B.C. Hauback og G. Helgesen), har forelest i to kurs, og en seniorforsker (K. Knudsen) som er professor II ved NTNU har forelest i ett kurs. Til sammen har disse kursene omfattet mer enn 30 studenter. Videre har forskere ved Fysikkavdelingen undervist om nøytronspredningsteknikker på kurs om materialteknologi arrangert av Universitetet i Oslo. I samarbeid med ESS arrangerte IFE en-ukes nøytronkurs med 13 deltakere (9-13/3) i 2015. I juni 2015 arrangerte IFE en 2-dagers internasjonal
workshop som adresserte nøytronreflektometri med 35 deltakere og inviterte foredragsholdere fra alle de store nøytronanleggene.
Det ble produsert 28 artikler i vitenskapelige tidsskrift, bøker og proceedings med referee og 61 andre rapporter, foredrag og presentasjoner fra vitenskapelige/faglige miljøer i løpet av 2015, de fleste i hovedsak basert på resultater fra eksperimenter i JEEP II.
Internasjonale oppgaver
Instituttet yter bistand til myndighetene i forbindelse med internasjonale kjerneenergi- spørsmål, blant annet gjennom deltagelse i flere av IAEAs og OECD/NEAs organer.
IFE er norsk representant i OECD/NEAs styre, og videre er IFE norsk representant i flere av OECD/NEAs styringskomiteer.
Nordisk kjernesikkerhetsforskning (NKS) er en plattform for nordisk kompetanse innenfor sikkerhet i atomkraftverk, inkludert strålevern og beredskap. Resultater som fremkommer i NKS-prosjekter brukes som beslutningsgrunnlag i spørsmål som omfatter kjernekraft og sikkerhet (www.nks.org). IFE er norsk representant i NKS styret.
IFE har deltatt på IAEAs årlige generalkonferanse som rådgiver for Utenriksdepartementet og har også deltatt i norske initiativ innenfor nedrustning av atomvåpen og ikke-spredning av atomteknologi, i regi av Utenriksdepartementet.
IFE ivaretar en nasjonal funksjon for håndtering av radioaktivt avfall. IFE tar imot og behandler slikt avfall fra mange forskjellige virksomheter i Norge i tillegg til avfall fra Instituttets egne anlegg på Kjeller og i Halden. Formålet med selve avfallsbehandlingen er å redusere volumet av avfallet, slik at lagringsmengden blir minst mulig, og deretter kapsle avfallet inn, slik at det blir egnet for sikker deponering eller eventuelt langtidslagring.
IFE driver det kombinerte lageret og deponiet for lavt og middelsradioaktivt avfall i Himdalen, med en egen avtale med Nærings- og fiskeridepartementet.
IFE har gjennom 2015 fortsatt arbeidet med nedrustningsprosjektet NORDNED, støttet av Utenriksdepartementet. Aktivitetene i 2015 har fokusert på gjennomføring av studentøvelser på Kjeller og arbeid med informasjonsbarrieren (IB).
STIM-EU
IFE har brukt STIM-EU midler på til sammen 2,8 mill. kroner i 2015. Disse midlene har blitt benyttet til egenfinansiering i EU-prosjekter.
